JP2001089763A - Liquid crystal composition, liquid crystal element and liquid crystal device - Google Patents
Liquid crystal composition, liquid crystal element and liquid crystal deviceInfo
- Publication number
- JP2001089763A JP2001089763A JP26710199A JP26710199A JP2001089763A JP 2001089763 A JP2001089763 A JP 2001089763A JP 26710199 A JP26710199 A JP 26710199A JP 26710199 A JP26710199 A JP 26710199A JP 2001089763 A JP2001089763 A JP 2001089763A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- crystal compound
- compound
- discotic
- rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Substances (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネルデ
ィスプレイ、ペーパーディスプレイ、プロジェクション
ディスプレイ、プリンター等に使用されるライトバルブ
として使用し得る、機能材料としての液晶組成物、それ
を用いた液晶素子および液晶装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal composition as a functional material which can be used as a light valve for a flat panel display, a paper display, a projection display, a printer, and the like, a liquid crystal element and a liquid crystal using the same. Related to the device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来からもっとも広範囲に用いられてき
ているディスプレイとしては、ＣＲＴが知られている。
ＣＲＴはテレビやＶＴＲなどの動画出力、あるいはパソ
コン等のモニターとして広く用いられている。しかしな
がらＣＲＴはその特性上、静止画像に対してはフリッカ
や解像度不足による走査縞等が視認性を低下させたり、
焼き付きによる蛍光体の劣化が起こったりする。また、
その消費電力もかなり多く省消費電力という点において
も改善が求められている。そして、ＣＲＴはその構造
上、画面後方に広く体積を有することが必須であること
から、ＣＲＴを有する情報機器の利便性は制限され、オ
フィス、家庭の省スペース化には不向きである。2. Description of the Related Art A CRT is known as a display which has been used most widely.
CRTs are widely used as moving image outputs for televisions and VTRs, or as monitors for personal computers and the like. However, due to the characteristics of the CRT, flicker and scanning fringes due to insufficient resolution lower the visibility of a still image,
Degradation of the phosphor due to burn-in may occur. Also,
The power consumption is considerably large, and improvement is required in terms of power saving. Since the CRT must have a large volume behind the screen due to its structure, the convenience of the information device having the CRT is limited, and it is not suitable for saving space in offices and homes.
【０００３】このようなＣＲＴの課題を解決するものと
して液晶表示素子がある。たとえばエム・シャット
（Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ）とダブリュー・ヘルフリッヒ
（Ｗ．Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）著“アプライド・フィジック
ス・レターズ”（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ）第１８巻、第４号（１９７１年２月１５
日発行）第１２７頁〜１２８頁において示されたツイス
テッドネマチック（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）
液晶を用いたものが知られている。近年、このタイプあ
るいはＶＡ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）
モード、ＩＰＳ（ｉｎｐｌａｎｅ ｓｗｔｃｈｉｎｇ）
モード等の液晶を用いてＴＦＴといわれる液晶素子の開
発、製品化が行われている。このタイプは一つ一つの画
素にトランジスタを作成するため、クロストークの問題
が無く、また、近年の急速な生産技術の進歩によって１
０〜１３インチクラスのディスプレイがよい生産性で作
られつつある。As a solution to such a problem of the CRT, there is a liquid crystal display element. For example, "Applied Physics Letters" by M. Schadt and W. Helfrich (Applied Physics L)
etters) Vol. 18, No. 4 (February 15, 1971
Published on pages 127-128, twisted nematic
A device using a liquid crystal is known. In recent years, this type or VA (vertical alignment)
Mode, IPS (inplane switching)
2. Description of the Related Art A liquid crystal element called a TFT using a liquid crystal of a mode or the like has been developed and commercialized. In this type, since a transistor is formed for each pixel, there is no problem of crosstalk.
0-13 inch displays are being produced with good productivity.
【０００４】しかしながら、これら液晶は通常バックラ
イトを用い、液晶素子を透過する光を変調することでデ
ィスプレイとして用いている。このため、バックライト
として強い光を必要とし、液晶ディスプレイの消費電力
も大半をバックライトで消費しており、リチウムイオン
２次電池を使用してもモバイル等の継続稼動時間がせい
ぜい数時間程度である。また、より多くの液晶素子のバ
ックライトレスを実現できれば、より多くの情報機器、
オフィス機器の低消費電力化がはかれることになり、地
球温暖化の抑制ひいては地球環境の保全に貢献できるこ
ととなる。However, these liquid crystals are usually used as a display by using a backlight and modulating light transmitted through the liquid crystal element. For this reason, strong light is required as a backlight, and most of the power consumption of the liquid crystal display is consumed by the backlight. Even if a lithium ion secondary battery is used, the continuous operation time of a mobile device or the like is at most several hours. is there. Also, if backlighting of more liquid crystal elements can be realized, more information devices,
The power consumption of office equipment will be reduced, and it will contribute to the suppression of global warming and the preservation of the global environment.
【０００５】このような状況の中、バックライトを用い
ない低消費電力タイプの反射型液晶素子の開発が行われ
ているが、なおその特性には改善が求められているのが
現状である。また、液晶素子を投写型、いわゆるプロジ
ェクターとして用いた製品が大画面のディスプレイとし
て各社より上市されているが、この分野においても輝
度、コントラストといつた面でさらなる改善が求められ
ている。このような要請に対して、偏光板を必要としな
い高輝度の液晶素子を指向して、ポリマー分散型あるい
はポリマーネットワーク型液晶と言われる散乱型の液晶
素子が提案、研究されている（例えば、９３ Ｅｕｒｏ
ｄｉｓｐｌａｙ ３９７頁）。しかしながらこれらの素
子はなおその駆動特性、散乱能及びその他の特性の向上
が望まれている。Under these circumstances, a low power consumption type reflection type liquid crystal element which does not use a backlight is being developed. However, at present, its characteristics are still required to be improved. Further, products using a liquid crystal element as a projection type, a so-called projector, are marketed by various companies as large-screen displays. In this field, further improvements are required in terms of brightness and contrast. In response to such a demand, a scattering type liquid crystal element called a polymer dispersion type or a polymer network type liquid crystal has been proposed and studied, aiming at a high brightness liquid crystal element which does not require a polarizing plate (for example, 93 Euro
display 397). However, it is still desirable for these devices to have improved driving characteristics, scattering power and other characteristics.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑みてなされたものであり、その課題とするところ
は、低消費電力、高輝度、高性能の液晶素子、光変調素
子、表示素子および液晶装置を実現しようとするもので
ある。また、そのための優れた機能材料としての液晶組
成物を提供しようとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above prior art, and it is an object of the present invention to provide a low power consumption, high luminance, high performance liquid crystal element, a light modulation element, and a display. It is intended to realize an element and a liquid crystal device. Another object is to provide a liquid crystal composition as an excellent functional material for that purpose.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の第一の発
明は、少なくとも一種の側鎖中にパーフルオロアルキル
基を有するディスコティック液晶化合物と少なくとも一
種の棒状液晶化合物を含有することを特徴とする液晶組
成物である。That is, the first invention of the present invention is characterized by containing at least one discotic liquid crystal compound having a perfluoroalkyl group in a side chain and at least one rod-shaped liquid crystal compound. Liquid crystal composition.
【０００８】前記ディスコティック液晶が半数以上の側
鎖にパーフルオロアルキル基を有するのが好ましい。前
記棒状液晶化合物がＰ型もしくはＮ型の液晶であるのが
好ましい。It is preferred that the discotic liquid crystal has a perfluoroalkyl group in at least half of the side chains. It is preferable that the rod-shaped liquid crystal compound is a P-type or N-type liquid crystal.
【０００９】また、本発明の第二の発明は、上記の液晶
組成物を用いた液晶素子である。前記液晶組成物が一対
の基板間に配置されているのが好ましい。液晶素子には
配向処理が施してあるのが好ましい。液晶素子は、一対
の基板間に電極と前記液晶組成物からなる液晶層を有
し、与える電気信号により該液晶層中を通過する光の散
乱状態を変調するのが好ましい。前記液晶素子の反射光
を表示信号としてみる反射型液晶素子であるのが好まし
い。前記液晶層の背面に光吸収板を設けたのが好まし
い。液晶素子は投写型液晶素子であるのが好ましい。A second invention of the present invention is a liquid crystal device using the above liquid crystal composition. It is preferable that the liquid crystal composition is disposed between a pair of substrates. It is preferable that the liquid crystal element has been subjected to an alignment treatment. The liquid crystal element preferably has an electrode and a liquid crystal layer made of the liquid crystal composition between a pair of substrates, and modulates a scattering state of light passing through the liquid crystal layer by an applied electric signal. It is preferable that the liquid crystal device is a reflection type liquid crystal device in which reflected light of the liquid crystal device is viewed as a display signal. It is preferable that a light absorbing plate is provided on the back surface of the liquid crystal layer. The liquid crystal element is preferably a projection type liquid crystal element.
【００１０】さらに、本発明の第三の発明は、上記の液
晶素子を用いた液晶装置である。Further, a third invention of the present invention is a liquid crystal device using the above liquid crystal element.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明者らは鋭意検討を重ねた結
果、側鎖中にパーフルオロアルキル基を有するディスコ
ティック液晶化合物と棒状液晶化合物を含有するところ
の液晶組成物、およびこれを用いた液晶素子が低消費電
力、高輝度、高性能の液晶素子、光変調素子、表示素
子、液晶装置を実現できることを見出し、本発明を完成
するに至った。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As a result of intensive studies, the present inventors have found that a liquid crystal composition containing a discotic liquid crystal compound having a perfluoroalkyl group in a side chain and a rod-shaped liquid crystal compound, and a liquid crystal composition comprising the same. The present inventors have found that the liquid crystal element used can realize a liquid crystal element, a light modulation element, a display element, and a liquid crystal device with low power consumption, high luminance, and high performance, and have completed the present invention.
【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
第一の発明は、少なくとも一種の側鎖中にパーフルオロ
アルキル基を有するディスコティック液晶化合物と少な
くとも一種の棒状液晶化合物を含有するところの液晶組
成物である。Hereinafter, the present invention will be described in detail. The first invention of the present invention is a liquid crystal composition containing at least one discotic liquid crystal compound having a perfluoroalkyl group in a side chain and at least one rod-shaped liquid crystal compound.
【００１３】ディスコティック液晶化合物は、円盤状の
コア構造の周縁部に放射状に側鎖が結合している液晶で
あり、ネマチックディスコティック相、ディスコティッ
クヘキサゴナル相、ディスコティックレクタンギュラー
相等の液晶相を示すものである。具体的には以下に示す
ような構造のものがあげられる。A discotic liquid crystal compound is a liquid crystal in which side chains are radially bonded to the periphery of a disc-shaped core structure, and exhibits a liquid crystal phase such as a nematic discotic phase, a discotic hexagonal phase, and a discotic rectangular phase. Things. Specific examples include those having the following structures.
【００１４】[0014]
【化１】 Embedded image
【００１５】[0015]
【化２】 Embedded image
【００１６】[0016]
【化３】 Embedded image
【００１７】[0017]
【化４】 Embedded image
【００１８】[0018]
【化５】 Embedded image
【００１９】[0019]
【化６】 Embedded image
【００２０】[0020]
【化７】 Embedded image
【００２１】本発明に用いられるディスコティック液晶
化合物は、特徴的に側鎖中にパーフルオロアルキル基を
有する。本発明の液晶組成物中には、一方で棒状液晶化
合物が含まれるが、パーフルオロアルキル基を側鎖とし
て有するディスコティック液晶化合物と混合し、相分離
させることにより、高光散乱状態を作り出すことが出来
る。The discotic liquid crystal compound used in the present invention characteristically has a perfluoroalkyl group in the side chain. On the other hand, the liquid crystal composition of the present invention contains a rod-shaped liquid crystal compound. However, by mixing with a discotic liquid crystal compound having a perfluoroalkyl group as a side chain, a high light scattering state can be created by phase separation. I can do it.
【００２２】従来、特開平０９−２４３９８４号公報に
記載されているようなデンドリマーあるいはディスコテ
ィック液晶化合物と棒状液晶化合物の光散乱型液晶素子
が提案されているが、ディスコティック液晶化合物と棒
状液晶化合物が相似た構造を有しているため、相分離状
態が不十分で、相分離状態に大きく依存する光散乱性能
が不十分だったり、棒状液晶化合物のスイッチング能力
を阻害するといった問題があった。Hitherto, a light scattering type liquid crystal element of a dendrimer or a discotic liquid crystal compound and a rod-shaped liquid crystal compound as disclosed in JP-A-09-243984 has been proposed. Have similar structures, so that the phase separation state is insufficient, and the light scattering performance largely depending on the phase separation state is insufficient, and the switching ability of the rod-shaped liquid crystal compound is hindered.
【００２３】このような問題に対して、鋭意検討を行っ
た結果、本発明者らはディスコティック液晶化合物とし
て側鎖中にパーフルオロアルキル基を有する化合物を用
いることにより、棒状液晶化合物とディスコティック液
晶化合物の充分な相分離状態を発現させることが出来る
ことを見出した。ディスコティック液晶化合物がパーフ
ルオロアルキル基を持つことにより、パーフルオロアル
キル基の嫌炭化水素性に起因すると思われる棒状液晶化
合物との相分離能力の著しい改善がはかられるものと考
えられる。したがって、このようなメカニズム的背景か
ら、ディスコティック液晶化合物の側鎖のうち半数以上
の側鎖中にパーフルオロアルキル基が存在するディスコ
ティック液晶構造が好ましい。また、翻つて棒状液晶化
合物の方はパーフルオロアルキル基、とくにパーフルオ
ロエチレン以上の長さの基を持たない構造が好ましい。As a result of intensive studies on such a problem, the present inventors have found that by using a compound having a perfluoroalkyl group in a side chain as a discotic liquid crystal compound, the rod-shaped liquid crystal compound and the discotic liquid crystal compound can be used. It has been found that a sufficient phase separation state of the liquid crystal compound can be exhibited. It is thought that when the discotic liquid crystal compound has a perfluoroalkyl group, the phase separation ability with the rod-shaped liquid crystal compound, which is considered to be caused by the anaerobic property of the perfluoroalkyl group, can be remarkably improved. Therefore, from such a mechanical background, a discotic liquid crystal structure in which a perfluoroalkyl group is present in half or more of the side chains of the discotic liquid crystal compound is preferable. In addition, the rod-shaped liquid crystal compound preferably has a structure having no perfluoroalkyl group, particularly a group having a length longer than that of perfluoroethylene.
【００２４】側鎖中にパーフルオロアルキル基を有する
ディスコティック液晶化合物の構造としては、下記一般
式（１）で表される構造が好ましく用いられる。As the structure of the discotic liquid crystal compound having a perfluoroalkyl group in the side chain, a structure represented by the following general formula (1) is preferably used.
【００２５】[0025]
【化８】 Embedded image
【００２６】（式中、Ａはディスコティック液晶コア構
造、ｂは側鎖構造を表す。ｎは４以上の整数で側鎖の置
換数を表す。それぞれの側鎖構造ｂは同じでも良く、ま
たは異なっていても良く、そのうち少なくとも一つの側
鎖構造ｂはパーフルオロアルキル構造を含んでいる。）(Where A represents a discotic liquid crystal core structure, b represents a side chain structure, and n represents an integer of 4 or more and represents the number of side chain substitutions. Each side chain structure b may be the same or (The at least one side chain structure b may include a perfluoroalkyl structure.)
【００２７】一般式（１）の構造の中で好ましい例をあ
げると、Ａのディスコティック液晶コア構造としては、
ベンゼン環、アントラキノン環、トリフェニレン環、シ
クロヘキサン環、トルキセン環、アザクラウン環、ポル
フィリン環、フタロシアニン環、ラジアレン環等が挙げ
られる。もちろん金属等のホストを包摂していても良
い。側鎖構造ｂとして好ましい構造は、パーフルオロア
ルキル基を含む、置換されていても良いアルキル基で、
結合基や１，４−フェニル等のバイファンクショナル成
分がアルキル基の末端あるいは途中部分に挿入されてい
ても良い。また、側鎖にパーフルオロアルキル基を有す
るディスコティック液晶化合物は高分子化合物であって
も良い。Preferred examples of the structure represented by the general formula (1) are as follows.
Examples include a benzene ring, an anthraquinone ring, a triphenylene ring, a cyclohexane ring, a truxene ring, an azacrown ring, a porphyrin ring, a phthalocyanine ring, and a radialene ring. Of course, a host such as a metal may be included. A preferred structure as the side chain structure b is an alkyl group which may be substituted, including a perfluoroalkyl group,
A bifunctional component such as a linking group or 1,4-phenyl may be inserted into a terminal or an intermediate portion of the alkyl group. The discotic liquid crystal compound having a perfluoroalkyl group in the side chain may be a polymer compound.
【００２８】側鎖中にパーフルオロアルキル基を有する
ディスコティック液晶化合物の具体例を以下に挙げる。Specific examples of the discotic liquid crystal compound having a perfluoroalkyl group in the side chain are shown below.
【００２９】[0029]
【化９】 Embedded image
【００３０】[0030]
【化１０】 Embedded image
【００３１】[0031]
【化１１】 Embedded image
【００３２】また、本発明のもう一つの構成要因である
液晶は棒状液晶化合物である。棒状液晶化合物は、ネマ
チック相、コレステリック相、スメクチック相、あるい
はカイラルスメクチック相を示す液晶が好ましく用いら
れる。メモリー性を有する液晶を用いることも出来る。
この例としては、コレステリック液晶、スメクチック液
晶、カイラルスメクチック液晶、二周波駆動ネマチック
液晶等があり、それらが好ましく用いられる。コレステ
リック液晶についてはプレーナー配向、フォーカルコニ
ック配向といった配向状態をメモリー状態として使用で
きる。スメクチック液晶については、ホモジニアス配向
状態とホメオトロピック配向状態をメモリー状態として
利用でき、熱的にメモリー状態を解除できる。カイラル
スメクチック液晶は自発分極を有する双安定状態をメモ
リー状態として利用できる。二周波駆動ネマチック液晶
についても、高分子分散液晶として、メモリー性を発現
することが、信学技報 ＥＩＤ ９８〜１８９、ＯＭＥ
９８〜１４３（１９９９年３月）に記載されている。
メモリー性を有する液晶を用いると駆動回路を常時駆動
させなくても良いため、省消費電力の効果を挙げるため
には好ましい。The liquid crystal which is another component of the present invention is a rod-shaped liquid crystal compound. As the rod-like liquid crystal compound, a liquid crystal exhibiting a nematic phase, a cholesteric phase, a smectic phase, or a chiral smectic phase is preferably used. Liquid crystal having memory properties can also be used.
Examples thereof include a cholesteric liquid crystal, a smectic liquid crystal, a chiral smectic liquid crystal, and a dual frequency driven nematic liquid crystal, and these are preferably used. For a cholesteric liquid crystal, an alignment state such as planar alignment or focal conic alignment can be used as a memory state. For a smectic liquid crystal, a homogeneous alignment state and a homeotropic alignment state can be used as a memory state, and the memory state can be released thermally. A chiral smectic liquid crystal can use a bistable state having spontaneous polarization as a memory state. The two-frequency driven nematic liquid crystal can also exhibit memory properties as a polymer dispersed liquid crystal, according to IEICE EID 98-189, OME
98-143 (March 1999).
When a liquid crystal having a memory property is used, the driving circuit does not have to be driven at all times, which is preferable in terms of reducing power consumption.
【００３３】本発明の液晶組成物に少なくとも一種の棒
状液晶化合物が含有されるが、好ましくは液晶温度範囲
を広げたり、諸物性を最適化するため、複数種の棒状液
晶化合物を用いるのが好ましい。The liquid crystal composition of the present invention contains at least one kind of rod-like liquid crystal compound. It is preferable to use a plurality of kinds of rod-like liquid crystal compounds in order to extend the liquid crystal temperature range and optimize various physical properties. .
【００３４】本発明の機能材料としての液晶組成物がよ
り強い散乱能力を有するという効果を発現する理由は、
棒状液晶化合物とディスコティック液晶化合物との組み
合わせにあると考えられる。一般に高分子分散型液晶、
あるいは高分子ネットワーク型等の散乱型液晶は相分離
した高分子と液晶の屈折率の差が散乱に寄与している。
すなわち光散乱能については、一般に入射光に対する媒
質間の屈折率差の程度に大きく依存する。ここで一般の
高分子分散型液晶、あるいは高分子ネットワーク型液晶
が一方向のみの屈折率の違いに依存するのに対して、本
発明は棒状液晶化合物が正の屈折率異方性を有するのに
対して、ディスコティック液晶化合物は負の屈折率異方
性を有するため、あらゆる方向で屈折率の差を大きくと
ることが可能である。このことを例を示して説明する。
図１は棒状液晶化合物の屈折率楕円体（図１ａ）とディ
スコティック液晶化合物の屈折率楕円体（図１ｂ）を示
す説明図である。同図１に示す様に、棒状液晶化合物
は、短軸方向の２つの屈折率ｎ1とｎ2が長軸方向の屈折
率ｎ3に比べ小さく、ネマチック液晶のような場合、ｎ1
とｎ2は等しい。一方ディスコティック液晶化合物の場
合、いわゆるアンパン型の屈折率楕円体をとる。すなわ
ち、ｎd1とｎd2が大きく、ｎd3が小さい。棒状液晶化合
物、ディスコティック液晶化合物のそれぞれの方向の屈
折率の典型的な値を使用して、本発明の強い光散乱能に
ついて説明することが可能である。それら典型値を、通
常の高分子分散液晶に用いられるマトリクス高分子の典
型値とともに表１に示す。The reason that the liquid crystal composition as the functional material of the present invention exhibits the effect of having a stronger scattering ability is as follows.
It is considered that there is a combination of a rod-shaped liquid crystal compound and a discotic liquid crystal compound. Generally polymer dispersed liquid crystal,
Alternatively, in a scattering liquid crystal such as a polymer network type, the difference in the refractive index between the polymer and the liquid crystal that have been phase-separated contributes to scattering.
That is, the light scattering power generally depends greatly on the degree of the refractive index difference between the media with respect to the incident light. Here, while a general polymer-dispersed liquid crystal or a polymer network-type liquid crystal depends on the difference in the refractive index in only one direction, the present invention provides that the rod-shaped liquid crystal compound has a positive refractive index anisotropy. On the other hand, since discotic liquid crystal compounds have negative refractive index anisotropy, it is possible to increase the difference in refractive index in all directions. This will be described with an example.
FIG. 1 is an explanatory view showing a refractive index ellipsoid of a rod-shaped liquid crystal compound (FIG. 1a) and a refractive index ellipsoid of a discotic liquid crystal compound (FIG. 1b). As shown in FIG. 1, the rod-like liquid crystal compound is less than in the two refractive indices n 1 and n 2 the refractive index n 3 of the long axis direction of the short axis direction, if such a nematic liquid crystal, n 1
And n 2 are equal. On the other hand, in the case of a discotic liquid crystal compound, a so-called ampane-type refractive index ellipsoid is formed. That is, n d1 and n d2 are large and n d3 is small. The strong light scattering ability of the present invention can be described using typical values of the refractive index in each direction of the rod-shaped liquid crystal compound and the discotic liquid crystal compound. The typical values are shown in Table 1 together with typical values of the matrix polymer used in the ordinary polymer-dispersed liquid crystal.
【００３５】[0035]
【表１】 [Table 1]
【００３６】光散乱能については媒質の屈折率差が寄与
することは先述した。通常の高分子分散型液晶の場合、
棒状液晶化合物の一方向（ｎ3＝１．７）の屈折率のみ
が高分子分散型液晶の屈折率との差を生じ得ることが表
１からわかるのに対して、本発明においては、ｎd1とｎ
1、ｎd2とｎ2、ｎd3とｎ3という組み合わせで理想的に
方向を合わせる配向を得たとすると、全方向位に屈折率
の差を生じることがわかり、また理想的に方向が合わな
い場合でも、各方向の屈折率の組み合わせでも確率的に
屈折率の差を複数方向で生じ易く、その光散乱能が強い
ことを強く示唆することがわかる。As described above, the difference in the refractive index of the medium contributes to the light scattering ability. In the case of ordinary polymer dispersed liquid crystal,
Table 1 shows that only the refractive index in one direction (n 3 = 1.7) of the rod-like liquid crystal compound can cause a difference from the refractive index of the polymer-dispersed liquid crystal. d1 and n
If we obtain the orientation that ideally aligns the direction with the combination of 1 , n d2 and n 2 , and n d3 and n 3 , we can see that there is a difference in the refractive index in all directions, and the direction is not ideal. Even in this case, it can be seen that even in a combination of refractive indices in each direction, a difference in refractive index tends to occur stochastically in a plurality of directions, strongly suggesting that the light scattering ability is strong.
【００３７】実際に本発明者らはこのような考え方のも
とに、実験事実により、ディスコティック液晶化合物と
棒状液晶化合物の組み合わせが大きな光散乱能力を有す
ることを見出した。In fact, the present inventors have found from the experimental facts based on such a concept that a combination of a discotic liquid crystal compound and a rod-shaped liquid crystal compound has a large light scattering ability.
【００３８】本発明の液晶組成物におけるディスコティ
ック液晶化合物と棒状液晶化合物との混合比に関して
は、散乱能力の点、そしてそれぞれの物理的性質が現れ
る必要性から、１種以上のディスコティック液晶化合物
の含有量が全体の１ｗｔ％以上９９ｗｔ％以下であり、
好ましくは５ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下であり、さらに
好ましくは１０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下である。この
うち側鎖中にパーフルオロアルキル基を含むディスコテ
ィック液晶化合物は好ましくは５０％以上含まれる。な
お、残りのディスコティック液晶化合物は、パーフルオ
ロアルキル基を含まないディスコティック液晶を使用す
ることが出来る。With respect to the mixing ratio between the discotic liquid crystal compound and the rod-shaped liquid crystal compound in the liquid crystal composition of the present invention, at least one kind of discotic liquid crystal compound is required from the viewpoint of scattering ability and the necessity of exhibiting each physical property. Is not less than 1 wt% and not more than 99 wt% of the whole,
Preferably it is 5 wt% or more and 95 wt% or less, more preferably 10 wt% or more and 90 wt% or less. Among them, the discotic liquid crystal compound containing a perfluoroalkyl group in the side chain is preferably contained at 50% or more. As the remaining discotic liquid crystal compound, discotic liquid crystals containing no perfluoroalkyl group can be used.
【００３９】一方、棒状液晶化合物の液晶組成物中の含
有量は、同様に１ｗｔ％以上９９ｗｔ％以下であり、好
ましくは５ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下、さらに好ましく
は１０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下である。また、本発明
の液晶組成物中には、必要に応じて酸化防止剤、紫外線
吸収剤、色素等の添加物を含有していても良い。On the other hand, the content of the rod-shaped liquid crystal compound in the liquid crystal composition is also 1 wt% or more and 99 wt% or less, preferably 5 wt% or more and 95 wt% or less, more preferably 10 wt% or more and 90 wt% or less. Further, the liquid crystal composition of the present invention may contain additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a dye, if necessary.
【００４０】以上に説明したように本発明の機能材料と
しての液晶組成物は大きな消費電力源であるバックライ
トを用いない、反射型液晶素子を作成する上で、非常に
優れた反射率特性を有する。そして今日知られている省
消費電力液晶と比べる場合、非常に優れた液晶素子を実
現し得ると考えられる。As described above, the liquid crystal composition as a functional material of the present invention has a very excellent reflectance characteristic in producing a reflection type liquid crystal element without using a backlight which is a large power consumption source. Have. It is considered that a very excellent liquid crystal element can be realized when compared with the power saving liquid crystal known today.
【００４１】次に本発明の第二の発明の液晶素子につい
て説明する。本発明の液晶素子は、前記第一の発明の液
晶組成物を用いた液晶素子である。本発明の液晶素子は
高散乱性能という特徴を有する。したがって、その構成
次第で高反射率、高輝度、高コントラストといった特徴
へと応用していくことが可能である。また、例えば、高
反射率という点に関して見ると、反射率がセル厚と正の
相関が有ることから、高反射率ゆえにそのセル厚を薄く
することが可能となる。これはとりもなおさず駆動電圧
の低電圧化を図り得ることに直結し、ドライバーＩＣの
低コスト化、駆動による消費電力の低減化を実現できる
こととなる。Next, the liquid crystal device of the second invention of the present invention will be described. The liquid crystal device of the present invention is a liquid crystal device using the liquid crystal composition of the first invention. The liquid crystal element of the present invention has a feature of high scattering performance. Therefore, it can be applied to features such as high reflectance, high brightness, and high contrast depending on the configuration. In addition, for example, in terms of high reflectance, since the reflectance has a positive correlation with the cell thickness, the cell thickness can be reduced because of the high reflectance. This is directly connected to the fact that the driving voltage can be reduced, and the cost of the driver IC can be reduced and the power consumption by driving can be reduced.
【００４２】図２は本発明の液晶素子のセル構成の一例
を示す概略図である。同図２において、１が液晶組成物
からなる液晶層であり、側鎖中にパーフルオロアルキル
基を有するディスコティック液晶化合物を含有し、また
電界応答可能な液晶として、棒状液晶化合物を含有して
いる。液晶層のセル厚は、好ましくは１μｍから１００
μｍの間で選択される。このセル厚（ギャップ）は通常
スベーサー５を用いて制御される。２ａ、２ｂは基板で
あり、ガラス、プラスチック等が用いられる。３ａ、３
ｂがＩＴＯ等の透明電極である。４ａ、４ｂが配向制御
層であるが、無くても良い。このほかにショート防止
層、光吸収層、反射層、カラーフィルター層を設けるこ
とも可能である。また、散乱素子、反射素子として使用
する場合、上下基板のうち一方が存在しなくてもよく、
上下基板が非対称でもよい。さらにインプレーンスイッ
チング素子、フリンジフィールドスイッチング素子のよ
うに、左右に電極を設けることも可能である。本発明の
液晶素子は、以上のような構造を取り得るが、もちろん
それらに限定されるものではない。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the cell configuration of the liquid crystal element of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a liquid crystal layer made of a liquid crystal composition, which contains a discotic liquid crystal compound having a perfluoroalkyl group in a side chain, and also contains a rod-shaped liquid crystal compound as an electric field responsive liquid crystal. I have. The cell thickness of the liquid crystal layer is preferably 1 μm to 100 μm.
μm is selected. This cell thickness (gap) is usually controlled using the spacer 5. 2a and 2b are substrates, made of glass, plastic or the like. 3a, 3
b is a transparent electrode such as ITO. 4a and 4b are alignment control layers, but may not be provided. In addition, a short prevention layer, a light absorption layer, a reflection layer, and a color filter layer can be provided. Further, when used as a scattering element and a reflection element, one of the upper and lower substrates may not be present,
The upper and lower substrates may be asymmetric. Furthermore, it is also possible to provide electrodes on the left and right like an in-plane switching element and a fringe field switching element. The liquid crystal element of the present invention can have the above-described structure, but is not limited thereto.
【００４３】１の液晶層の液晶組成物は、例えば、側鎖
にパーフルオロアルキル基を有するディスコティック化
合物化合物と棒状液晶化合物を混合し、これを等方相状
態で液晶セルに注入し、冷却することで液晶素子を作成
することが出来る。液晶層１の斜線部が棒状液晶化合物
の部分７で、それ以外がディスコティック液晶化合物の
部分８を示す。そして電界により棒状液晶化合物の配向
状態を変化させることにより、透過光あるいは反射光を
変調させる。このために棒状液晶化合物はＰ型あるいは
Ｎ型の液晶であることが好ましい。The liquid crystal composition of the liquid crystal layer 1 is prepared, for example, by mixing a discotic compound compound having a perfluoroalkyl group in a side chain and a rod-shaped liquid crystal compound, injecting the mixture into a liquid crystal cell in an isotropic state, and cooling. By doing so, a liquid crystal element can be formed. The hatched portion of the liquid crystal layer 1 is a rod-shaped liquid crystal compound portion 7, and the other portions are discotic liquid crystal compound portions 8. Then, the transmitted light or the reflected light is modulated by changing the alignment state of the rod-shaped liquid crystal compound by the electric field. For this reason, the rod-shaped liquid crystal compound is preferably a P-type or N-type liquid crystal.
【００４４】配向制御の一方法である一軸配向制御層の
形成方法としては、たとえば基板上に溶液塗工または蒸
着あるいはスパッタリング等により、一酸化珪素、二酸
化珪素、酸化アルミニウム、ジルコニア、フッ化マグネ
シウム、酸化セリウム、フッ化セリウム、シリコン窒化
物、シリコン炭化物、ホウ素窒化物などの無機物や、ポ
リビニルアルコール、ポリイミド、ポリイミドアミド、
ポリエステル、ポリアミド、ポリエステルイミド、ポリ
パラキシレン、ポリカーボネート、ポリビニルアセター
ル、ポリビニルクロライド、ポリスチレン、ポリシロキ
サン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、ア
クリル樹脂などの有機物を用いて被膜形成したのち、表
面をビロード、布あるいは紙等の繊維状のもので摺擦
（ラビング）することにより得られる。また、ＳｉＯ等
の酸化物あるいは窒化物などを基板の斜方から蒸着す
る、斜方蒸着法なども用いられ得る。As a method of forming the uniaxial orientation control layer, which is one method of orientation control, for example, silicon monoxide, silicon dioxide, aluminum oxide, zirconia, magnesium fluoride, Inorganic substances such as cerium oxide, cerium fluoride, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, polyvinyl alcohol, polyimide, polyimide amide,
Polyester, polyamide, polyesterimide, polyparaxylene, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polystyrene, polysiloxane, cellulose resin, melamine resin, urea resin, after forming a film using an organic material such as acrylic resin, the surface velvet, It is obtained by rubbing with a fibrous material such as cloth or paper. Also, an oblique deposition method of depositing an oxide or a nitride of SiO or the like from the oblique direction of the substrate may be used.
【００４５】特に、より良好な一軸配向性を得るために
ポリイミドラビング膜を一軸配向層として用いることが
好ましい。また、通常ポリイミドはポリアミック酸の形
で塗膜し、焼成することで得られる。ポリアミック酸は
溶剤に易溶解性であるため生産性に優れる。最近では溶
剤に可溶なポリイミドも生産されており、そういった技
術の進歩の上からもポリイミドは、より良好な一軸配向
性を得られ、高い生産性を有する点で好ましく用いられ
る。用いることができるポリイミドの具体的くり返し単
位構造の例としては、以下の構造式（２）に示すものが
挙げられるが、もちろんこれらは本発明を限定するもの
ではない。In particular, it is preferable to use a polyimide rubbing film as the uniaxially oriented layer in order to obtain better uniaxial orientation. Usually, polyimide is obtained by coating a film in the form of polyamic acid and baking it. Polyamic acid is excellent in productivity because it is easily soluble in a solvent. Recently, polyimides soluble in solvents have also been produced, and from the viewpoint of such technological advances, polyimide is preferably used because it can obtain better uniaxial orientation and has high productivity. Examples of the specific repeating unit structure of polyimide that can be used include those represented by the following structural formula (2), but of course, these do not limit the present invention.
【００４６】[0046]
【化１２】 Embedded image
【００４７】構造式（２）において、 Ａ；芳香環、芳香族多環、複素環、脂肪族環又は縮合多
環構造の４価の基 Ｂ；脂環基を含む脂肪族基、またはIn the structural formula (2), A: a tetravalent group having an aromatic ring, an aromatic polycyclic ring, a heterocyclic ring, an aliphatic ring or a condensed polycyclic structure; B; an aliphatic group containing an alicyclic group, or
【００４８】[0048]
【化１３】 （Ｐｈはフェニル基）Ｄ；Embedded image (Ph is a phenyl group) D;
【００４９】[0049]
【化１４】 Embedded image
【００５０】（Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ独立にＨ又は置換さ
れていてもよいアルキル基である） ａ、ｂ；０又は１、 ａが０のとき、ｃは０、ａは１のとき、ｃは１ ｂが０のとき、ｄは０、ｂは１のとき、ｄは１ ｅ；１又は０ ｘ，ｙ：それぞれ独立に１以上の整数 ただし、ｘ＋ｙ＋ｅは２以上１０以下である。(R 1 and R 2 are each independently H or an optionally substituted alkyl group) a, b; 0 or 1, when a is 0, c is 0, and when a is 1, c is 1 when b is 0, d is 0, and when b is 1, d is 1 e; 1 or 0 x, y: each independently an integer of 1 or more, provided that x + y + e is 2 or more and 10 or less.
【００５１】図２のようにして作成した液晶素子につい
て、電界を制御して、棒状液晶化合物の配向状態を変化
させることにより、透過光あるいは反射光を変調するこ
とが可能であり、その変調された光を表示信号として扱
うと表示素子となる。また、中間電圧信号を用いること
で容易にアナログ階調表現が可能である。For the liquid crystal device prepared as shown in FIG. 2, it is possible to modulate transmitted light or reflected light by controlling the electric field and changing the alignment state of the rod-shaped liquid crystal compound. When the generated light is treated as a display signal, it becomes a display element. In addition, analog gray scale expression can be easily performed by using the intermediate voltage signal.
【００５２】図２に例示された液晶表示素子のセル後方
または下部電極と基板の間に、光吸収板６、場合によっ
てはより輝度を得るために反射板あるいは散乱板（例え
ば“ＩＤＲＣ”‘９４、１８３頁に記載されている。）
を設置することで、反射型の液晶表示素子とすることが
できる。図２にはその構造の例を示した。The light absorbing plate 6 and, in some cases, a reflecting plate or a scattering plate (for example, "IDRC"'94) for obtaining a higher luminance, may be provided between the substrate or the lower electrode and the substrate of the liquid crystal display element shown in FIG. , Page 183.)
Is provided, a reflective liquid crystal display device can be obtained. FIG. 2 shows an example of the structure.
【００５３】たとえば、後述するアクティブマトリクス
素子を用いることで、大面積、高精細、高速かつ優れた
駆動特性の液晶素子を実現することができる。本発明の
高分子ネットワーク中に高分子ディスコティック液晶性
化合物を含有するところの、高分子分散型もしくは高分
子ネットワーク型液晶を用いることで強い散乱がえられ
るため高光反射率の高輝度反射型液晶素子を実現するこ
とができる。この反射型の液晶素子は、外光あるいは補
助光源を利用した直視型の液晶表示素子として使用する
こともできる。また、前面から強い光を入射し、液晶素
子により変調、反射した光を光路制御した上でスクリー
ン上に投写する、いわゆるプロジェクションタイプの液
晶素子として使用することもできる。For example, by using an active matrix element described later, a liquid crystal element having a large area, high definition, high speed, and excellent driving characteristics can be realized. The polymer network of the present invention contains a polymer discotic liquid crystalline compound, and the use of a polymer dispersion type or polymer network type liquid crystal enables strong scattering to be obtained. An element can be realized. This reflection type liquid crystal element can also be used as a direct-view type liquid crystal display element using external light or an auxiliary light source. Further, the present invention can also be used as a so-called projection type liquid crystal element in which strong light enters from the front surface, and light modulated and reflected by the liquid crystal element is controlled on the optical path and then projected on a screen.
【００５４】一方、プロジェクションタイプの、いわゆ
る投写型の液晶素子に関しては、反射型ではなく、透過
型液晶素子として使用することもできる。図３は典型的
な透過型のプロジェクション液晶素子の一例を示す概略
図である。図３において、３０３、３０３’、３０３”
の各３原色に対応する液晶素子に後述するアクティブマ
トリクス素子のようにマトリクスパターンの液晶素子を
用いることで投写スクリーンにカラー画像を映し出すこ
とが可能である。この場合、本発明の液晶素子は散乱状
態で黒表示をすることになり、より強い散乱がえられる
本発明の液晶素子においては、より高いコントラストを
実現することが可能である。On the other hand, a projection type liquid crystal element, that is, a projection type liquid crystal element can be used as a transmission type liquid crystal element instead of a reflection type liquid crystal element. FIG. 3 is a schematic view showing an example of a typical transmission type projection liquid crystal element. In FIG. 3, 303, 303 ′, 303 ″
A color image can be projected on a projection screen by using a liquid crystal element having a matrix pattern such as an active matrix element described later for a liquid crystal element corresponding to each of the three primary colors. In this case, the liquid crystal element of the present invention performs black display in a scattering state, and a higher contrast can be realized in the liquid crystal element of the present invention in which stronger scattering can be obtained.
【００５５】さらに、本発明の液晶素子は、能動（アク
ティブ）素子とすることでより高精細、高性能の液晶素
子とすることができる。これについて以下に説明する。
たとえば、先に記述したような構成を一画素として用い
て、図４に示したアクティブマトリクス素子が一例とし
て挙げられる。同図４において、一対の透明基板（例え
ばガラス基板）４１、４２のうち、下側基板４１には透
明な画素電極４３と画素電極４３に接続されたアクティ
ブ素子４４とがマトリクス状に形成されている。アクテ
ィブ素子４４は例えばＴＦＴと言われる薄膜トランジス
タから構成される。トランジスタはアモルファスシリコ
ンベース、ポリシリコンタイプ、あるいはμクリスタル
ベース、単結晶シリコン等の半導体が用いられ得る。こ
の例では４４はＴＦＴを表している。４４は基板４１上
に形成されたゲート電極とゲート電極を覆うゲート絶縁
膜とゲート絶縁膜上に形成された半導体層と、半導体層
の上に形成されたソース電極及びドレイン電極とから構
成される。Further, the liquid crystal element of the present invention can be a high definition and high performance liquid crystal element by using an active element. This will be described below.
For example, the active matrix element shown in FIG. 4 using the configuration described above as one pixel is exemplified. In FIG. 4, a transparent pixel electrode 43 and an active element 44 connected to the pixel electrode 43 are formed in a matrix on a lower substrate 41 of a pair of transparent substrates (eg, glass substrates) 41 and 42. I have. The active element 44 is composed of, for example, a thin film transistor called a TFT. As the transistor, a semiconductor such as an amorphous silicon base, a polysilicon type, a μ crystal base, or a single crystal silicon can be used. In this example, reference numeral 44 denotes a TFT. 44 includes a gate electrode formed on the substrate 41, a gate insulating film covering the gate electrode, a semiconductor layer formed on the gate insulating film, and a source electrode and a drain electrode formed on the semiconductor layer. .
【００５６】さらに下基板４１には図５に示すような画
素電極４３の行間にゲートライン（走査ライン）４５が
配線され、画素電極４３の列間に情報信号ライン４６が
配線されている。各ＴＦＴ４４のゲート電極は対応する
ゲートライン４５に接続され、ドレイン電極は対応する
情報信号ライン４６に接続されている。ゲートライン４
５は端部４５ａを介して行ドライバに接続され、情報信
号ライン４６は端部４６ａを介して列ドライバに接続さ
れる。行ドライバはゲート信号を印加してゲートライン
４５をスキャンする。列ドライバは表示データに対応す
る信号を印加する。ゲートライン４５は端部４５ａを除
いてＴＦＴ４４のゲート絶縁膜で覆われており、情報信
号ライン４６は前期ゲート絶縁膜の上に形成されてい
る。画素電極４３は前記ゲート絶縁膜の上に形成されて
おり、その一端部においてＴＦＴ４４のソース電極に接
続されている。また、図４の上側の基板４２には下側の
基板４１の各画素電極４３と対向する透明電極４７が形
成されている。対向電極４７は表示領域全体にわたる面
積の１枚の電極から構成され基準電圧が印加されてい
る。情報信号電圧に応じて、透過率が変化し、階調表現
を行なうことができる。また、画素毎に補助容量となる
コンデンサが配置されることが良く行われる。Further, on the lower substrate 41, a gate line (scanning line) 45 is provided between rows of the pixel electrodes 43 as shown in FIG. 5, and an information signal line 46 is provided between columns of the pixel electrodes 43. The gate electrode of each TFT 44 is connected to a corresponding gate line 45, and the drain electrode is connected to a corresponding information signal line 46. Gate line 4
5 is connected to a row driver via an end 45a, and the information signal line 46 is connected to a column driver via an end 46a. The row driver scans the gate line 45 by applying a gate signal. The column driver applies a signal corresponding to the display data. The gate line 45 is covered with the gate insulating film of the TFT 44 except for the end 45a, and the information signal line 46 is formed on the gate insulating film. The pixel electrode 43 is formed on the gate insulating film, and has one end connected to the source electrode of the TFT 44. Further, a transparent electrode 47 facing each pixel electrode 43 of the lower substrate 41 is formed on the upper substrate 42 in FIG. The counter electrode 47 is composed of one electrode having an area covering the entire display area, and a reference voltage is applied thereto. The transmittance changes according to the information signal voltage, and gradation expression can be performed. In addition, a capacitor serving as an auxiliary capacitance is often arranged for each pixel.
【００５７】また、以上に記した能動素子においては、
ゲートオン状態時に電荷が画素である液晶セルに注入さ
れ、短時間でゲートはオフとなり、次の走査ライン上の
画素に情報が書き込まれる。In the active element described above,
When the gate is on, charge is injected into the liquid crystal cell as a pixel, the gate is turned off in a short time, and information is written to the pixel on the next scan line.
【００５８】本発明の液晶素子は、プリンター等のライ
トバルブとしても使用可能である。また、本発明の液晶
素子は種々の機能をもつた液晶装置を構成することがで
きる。例えば、モバイル、ＰＤＡ、デスクトップＰＣ、
ラップトップＰＣ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ド
キュメントビューワー、プリンター、複写機等々が挙げ
られる。The liquid crystal element of the present invention can be used as a light valve of a printer or the like. The liquid crystal element of the present invention can constitute a liquid crystal device having various functions. For example, mobile, PDA, desktop PC,
Examples include a laptop PC, a video camera, a digital camera, a document viewer, a printer, a copying machine, and the like.
【００５９】本発明の液晶装置は媒体である液晶素子が
前述したように良好なスイッチング特性を有するため、
優れた駆動特性、信頼性を発揮し、高精細、高速、大面
積の表示画像を実現することができる。In the liquid crystal device of the present invention, the liquid crystal element as a medium has good switching characteristics as described above.
It exhibits excellent driving characteristics and reliability, and can realize a high-definition, high-speed, large-area display image.
【００６０】[0060]
【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明をさら
に具体的に説明する。尚、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Note that the present invention is not limited to these examples.
【００６１】実施例１ ＜使用したディスコティック液晶化合物Ａ＞ディスコテ
ィック液晶化合物としては下記の構造式で示される化合
物Ａを用いた。Example 1 <Discotic Liquid Crystal Compound A> A compound A represented by the following structural formula was used as the discotic liquid crystal compound.
【００６２】[0062]
【化１５】 Embedded image
【００６３】化合物Ａの相転移は結晶相−（５５℃）−
ディスコティックカラムナー相−（１３３℃）−Ｉｓｏ
（昇温過程）である。The phase transition of the compound A is as follows:
Discotic columnar phase- (133 ° C) -Iso
(Heating process).
【００６４】＜棒状液晶化合物Ｂ＞棒状液晶化合物Ｂと
してはチッソ社製ネマチック液晶ＫＮ５０３０を用い
た。<Rod-shaped liquid crystal compound B> As the rod-shaped liquid crystal compound B, nematic liquid crystal KN5030 manufactured by Chisso Corporation was used.
【００６５】その化合物Ｂの相転移はＣｒｙｓｔ−（＜
−３０℃）−Ｎ相−（１００℃）−Ｉｓｏ（昇温過程）
であつた。 △ｎは０．１３であった。The phase transition of the compound B was Cryst-(<
−30 ° C.) − N phase− (100 ° C.) − Iso (heating process)
It was. Δn was 0.13.
【００６６】これらを用いて、化合物ＡとＢを重量混合
比Ａ／Ｂ＝５０／５０で混合し、ディスコティック液晶
化合物と棒状液晶化合物の混合物からなる液晶組成物を
作成した。混合物は等方相状態で溶解した。Using these, compounds A and B were mixed at a weight mixing ratio of A / B = 50/50 to prepare a liquid crystal composition comprising a mixture of a discotic liquid crystal compound and a rod-shaped liquid crystal compound. The mixture dissolved in an isotropic state.
【００６７】＜セルの作成＞ ・セルＡ、Ａ＊ ２枚の厚さ１．１ｍｍのガラス基板の一枚の基板に、透
明電極として約７０ｎｍ厚のＩＴＯ膜を形成した。<Preparation of Cell> A cell A, A * An ITO film having a thickness of about 70 nm was formed as a transparent electrode on one of the two glass substrates having a thickness of 1.1 mm.
【００６８】他方の一枚の基板の表面に平均粒径６μｍ
の樹脂ビーズを０．０１重量％で分散させたＩＰＡ溶液
を１５００ｒｐｍ、１０ｓｅｃの条件でスピン塗布し、
分散密度１００／ｍｍ2程度のビーズスペーサを散布し
た。この基板上の外縁の部分に、熱硬化型の液状接着剤
を印刷法により塗工した。得られたガラス基板に先のＩ
ＴＯ膜付きガラス基板を対向して貼り合わせ、１５０℃
のオーブンで９０分間加熱硬化し、セルＡを得た。The surface of the other substrate has an average particle size of 6 μm.
An IPA solution in which resin beads of 0.01% by weight are dispersed is spin-coated at 1500 rpm for 10 sec.
A bead spacer having a dispersion density of about 100 / mm 2 was sprayed. A thermosetting liquid adhesive was applied to the outer edge portion of the substrate by a printing method. On the obtained glass substrate,
A glass substrate with a TO film is attached facing each other at 150 ° C.
And cured in an oven for 90 minutes to obtain Cell A.
【００６９】セルＡ＊は、セルＡと同様であるがスペー
サのみ平均粒径１０μｍのものを使用して作成した。 ・セルＢ セルＡと同様の両基板に対して下記の式（３）で示され
る繰り返し単位を有するポリイミドの前駆体のポリアミ
ック酸２．１ｗｔ％溶液を１回目は５００ｒｐｍで５秒
間、２回目は１５００ｒｐｍで３０秒間の条件で回転塗
布した。The cell A * was prepared in the same manner as the cell A, but using only the spacer having an average particle diameter of 10 μm. Cell B First, a 2.1 wt% solution of a polyamic acid of a polyimide precursor having a repeating unit represented by the following formula (3) was applied to both substrates similar to Cell A at 500 rpm for 5 seconds, and for a second time. Spin coating was performed at 1500 rpm for 30 seconds.
【００７０】[0070]
【化１６】 Embedded image
【００７１】その後、８０℃で５分間の前乾燥を行った
後、２２０℃で１時間加熱焼成を施した。両基板上の配
向膜に対して、一軸配向処理としてナイロン布によるラ
ビング処理を施した。After that, pre-drying was carried out at 80 ° C. for 5 minutes, followed by baking at 220 ° C. for 1 hour. Rubbing treatment with a nylon cloth was performed on the alignment films on both substrates as a uniaxial alignment treatment.
【００７２】片方の基板の表面に平均粒径６μｍの樹脂
ビーズを０．０１重量％で分散させたＩＰＡ溶液を１５
００ｒｐｍ、１０ｓｅｃの条件でスピン塗布し、分散密
度１００／ｍｍ2程度のビーズスペーサを散布した。こ
の基板上の外縁の部分に、熱硬化型の液状接着剤を印刷
法により塗工した。得られた２枚の基板をラビング軸を
合わせて対向して貼り合わせ、１５０℃のオーブンで９
０分間加熱硬化し、セルＢを得た。An IPA solution in which resin beads having an average particle diameter of 6 μm are dispersed at 0.01% by weight on the surface of one of the substrates
Spin coating was performed under the conditions of 00 rpm and 10 sec, and bead spacers having a dispersion density of about 100 / mm 2 were sprayed. A thermosetting liquid adhesive was applied to the outer edge portion of the substrate by a printing method. The obtained two substrates are bonded together facing each other with the rubbing axis aligned.
The mixture was cured by heating for 0 minutes to obtain Cell B.
【００７３】セルＡ、Ａ＊、Ｂに上記化合物Ａ，Ｂの混
合物を等方相で注入し、液晶セルを作成した。いずれの
セルも棒状液晶化合物とディスコティック液晶化合物の
両相の存在が確認でき、良く相分離したことがわかっ
た。これらのセルは、いずれのセルにおいても、良く散
乱するセルが目視で観察できた。A mixture of the above compounds A and B was injected into the cells A, A * and B in an isotropic phase to form a liquid crystal cell. In all the cells, the existence of both phases of the rod-shaped liquid crystal compound and the discotic liquid crystal compound was confirmed, and it was found that the phases were well separated. In each of these cells, well-scattered cells could be visually observed.
【００７４】比較例１ 下記の構造式で示されるディスコティック液晶化合物Ｃ
を実施例１のディスコティック液晶化合物Ａに変えて、
棒状液晶化合物Ｂとの混合物を調整した。混合物の重量
比Ｃ／Ｂ＝５０／５０である。これを前述と同様にセル
Ａに注入し、前述と同様に液晶セルを作成したが、ネマ
チック相もディスコティック相も確認されなかった。Comparative Example 1 Discotic liquid crystal compound C represented by the following structural formula
To the discotic liquid crystal compound A of Example 1,
A mixture with the rod-shaped liquid crystal compound B was prepared. The weight ratio of the mixture C / B = 50/50. This was injected into the cell A in the same manner as described above to prepare a liquid crystal cell in the same manner as described above, but neither a nematic phase nor a discotic phase was confirmed.
【００７５】[0075]
【化１７】 Embedded image
【００７６】比較例２ ヘキシレンジアクリレートをディスコティック液晶化合
物Ａに変えて、棒状液晶化合物Ｂと重量比＝５０／５０
で混合物を調整した。さらにチバガイギ社製イルガキュ
ア１８４を２ｗｔ％加え、前述と同様にセルＡに注入
し、これを室温で紫外線照射し、高分子分散液晶を作成
した。Comparative Example 2 Hexylene diacrylate was changed to discotic liquid crystal compound A, and rod-shaped liquid crystal compound B was added at a weight ratio of 50/50.
The mixture was adjusted with. Further, 2 wt% of Irgacure 184 manufactured by Ciba-Geigy Corporation was added, and the mixture was injected into the cell A in the same manner as described above, and this was irradiated with ultraviolet rays at room temperature to prepare a polymer dispersed liquid crystal.
【００７７】以上で作成したセルの背面に黒色の光吸収
板を配置し、室内光下で散乱光、反射光を目視で観察し
た。比較例２で作成したセルに比較し、実施例１中で作
成したセルはいずれのセルも目視下、明らかな違いとし
てわかるほどに強い散乱を有していることがわかった。A black light absorbing plate was placed on the back of the cell prepared above, and scattered light and reflected light were visually observed under room light. Compared with the cell prepared in Comparative Example 2, it was found that all the cells prepared in Example 1 had such strong scattering as to be seen as a clear difference visually.
【００７８】また、以上で作成したセルの背面に黒色の
光吸収板を配置し、株式会社村上色彩技術研究所製、自
動偏光光度計ＧＰ−２００で反射光強度を測定した。入
射角３０度で出射角３７度方向の光強度を比較例１、２
のセルと実施例１のセルで比較したところ、実施例１の
セルＢは比較例１、２のセルに比べ、２．１倍の強度の
光を反射していた。また、セルＡは比較例１、２のセル
の１．９倍、セルＡ＊は２．４倍であった。また、反射
率の測定を出射角０度においても同様の結果を得た。A black light absorbing plate was placed on the back of the cell prepared above, and the reflected light intensity was measured with an automatic polarization photometer GP-200 manufactured by Murakami Color Research Laboratory. Comparative examples 1 and 2
When the cell of Example 1 was compared with the cell of Example 1, the cell B of Example 1 reflected light having 2.1 times the intensity of the cells of Comparative Examples 1 and 2. The cell A was 1.9 times the cell of Comparative Examples 1 and 2, and the cell A * was 2.4 times. Similar results were obtained when the reflectance was measured at an emission angle of 0 °.
【００７９】また、実施例１のセルＢを１０Ｖ、６０Ｈ
ｚの電界印加状態で、非印加状態に比べ２７％反射光が
増大し、散乱光が変調されることがわかった。また、実
施例１中で作成したセルはいずれも電界印加状態で散乱
光が変調されることがわかった。Further, the cell B of the first embodiment was set to 10 V, 60 H
It was found that the reflected light was increased by 27% when the electric field of z was applied and the scattered light was modulated as compared with the state where no electric field was applied. In addition, it was found that the scattered light was modulated in any of the cells prepared in Example 1 when an electric field was applied.
【００８０】実施例２ 図３に示した投写光学系の液晶素子の部分に実施例１で
作成した、実施例１のセルＢを液晶素子３０３として用
いスクリーンに投写した。４０Ｖ、２ｋＨｚの電界を印
加する前の状態と、印加した後の状態でスクリーン上の
輝度が変化した。Example 2 A cell B of Example 1 prepared in Example 1 was used as a liquid crystal element 303 on the liquid crystal element of the projection optical system shown in FIG. The luminance on the screen changed before and after the application of the electric field of 40 V and 2 kHz.
【００８１】実施例３ ディスコティック液晶化合物Ａと棒状液晶化合物Ｂを２
５／７５の重量比で混合し、実施例１と同様の実験を行
った。セルＢで、実施例１と同様に反射率の比較を比較
例２のセルと行ったところ、反射率は２．５倍であっ
た。Example 3 Discotic liquid crystal compound A and rod-shaped liquid crystal compound B
The same experiment as in Example 1 was performed by mixing at a weight ratio of 5/75. In the cell B, the reflectance was compared with the cell of the comparative example 2 in the same manner as in the example 1. As a result, the reflectance was 2.5 times.
【００８２】[0082]
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の液晶組成物
を用いた液晶素子によれば、従来の散乱型の液晶素子に
比べ高輝度で、低消費電力化が実現でき、高性能の液晶
素子、光変調素子、表示素子、液晶装置を実現すること
ができる。As described above, according to the liquid crystal device using the liquid crystal composition of the present invention, higher brightness, lower power consumption and higher performance can be realized as compared with the conventional scattering type liquid crystal device. A liquid crystal element, a light modulation element, a display element, and a liquid crystal device can be realized.
【図１】棒状液晶化合物の屈折率楕円体とディスコティ
ック液晶化合物の屈折率楕円体を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing a refractive index ellipsoid of a rod-shaped liquid crystal compound and a refractive index ellipsoid of a discotic liquid crystal compound.
【図２】本発明の液晶素子のセル構成の一例を示す概略
図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a cell configuration of a liquid crystal element of the present invention.
【図３】典型的な透過型のプロジェクション液晶素子の
一例を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing an example of a typical transmission type projection liquid crystal element.
【図４】アクティブマトリクス素子の一例を示す概略図
である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of an active matrix element.
【図５】アクティブマトリクス素子の一例を示す概略図
である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of an active matrix element.
１ 液晶層 ２ａ、２ｂ 基板 ３ａ、３ｂ 透明電極 ４ａ、４ｂ 配向制御層 ５ スベーサー ６ 光吸収板 ７ 棒状液晶化合物の部分 ８ ディスコティック液晶化合物の部分 １８ 配向膜 １９ 配向膜 ２０ シール剤 ２１ 液晶 ２２ スペーサビーズ ２３ 保護板 ２４ 保護板 ３１ 行ドライバ ３２ 列ドライバ ４１ 下側透明基板 ４２ 上側透明基板 ４３ 画素電極 ４４ アクティブ素子（ＴＦＴ） ４５ ゲートライン（走査ライン） ４６ データライン（階調信号ライン） ４７ 対向電極 ３０１ 光源ユニット ３０２，３０２′，３０２″ ダイクロイックミラー ３０３，３０３′，３０３″ 液晶素子 ３０４，３０４′，３０４″ シュリーレン光学系 ３０５ ダイクロイックプリズム ３０６ 投写レンズ ３０７ 液晶素子駆動装置 ３０８，３０８′，３０８″ シュリーレンレンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal layer 2a, 2b Substrate 3a, 3b Transparent electrode 4a, 4b Alignment control layer 5 Spacer 6 Light absorption plate 7 Rod-shaped liquid crystal compound part 8 Discotic liquid crystal compound part 18 Alignment film 19 Alignment film 20 Sealant 21 Liquid crystal 22 Spacer Bead 23 Protective plate 24 Protective plate 31 Row driver 32 Column driver 41 Lower transparent substrate 42 Upper transparent substrate 43 Pixel electrode 44 Active element (TFT) 45 Gate line (scan line) 46 Data line (gradation signal line) 47 Counter electrode 301 Light source unit 302, 302 ', 302 "Dichroic mirror 303, 303', 303" Liquid crystal element 304, 304 ', 304 "Schlieren optical system 305 Dichroic prism 306 Projection lens 307 Liquid crystal element driving device 308, 308', 308 Schlieren lens
Claims (11)
アルキル基を有するディスコティック液晶化合物と少な
くとも一種の棒状液晶化合物を含有することを特徴とす
る液晶組成物。1. A liquid crystal composition comprising at least one discotic liquid crystal compound having a perfluoroalkyl group in a side chain and at least one rod-shaped liquid crystal compound.
側鎖にパーフルオロアルキル基を有する請求項１記載の
液晶組成物。2. The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the discotic liquid crystal has a perfluoroalkyl group on at least half of the side chains.
の液晶である請求項１記載の液晶組成物。3. The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the rod-shaped liquid crystal compound is a P-type or N-type liquid crystal.
組成物を用いた液晶素子。4. A liquid crystal device using the liquid crystal composition according to claim 1.
れている請求項４記載の液晶素子。5. The liquid crystal device according to claim 4, wherein the liquid crystal composition is disposed between a pair of substrates.
に記載の液晶素子。6. An alignment treatment according to claim 4, wherein the alignment treatment is performed.
3. The liquid crystal device according to item 1.
らなる液晶層を有し、与える電気信号により該液晶層中
を通過する光の散乱状態を変調する請求項４乃至６のい
ずれかの項に記載の液晶素子。7. A liquid crystal layer comprising an electrode and the liquid crystal composition between a pair of substrates, and a scattering state of light passing through the liquid crystal layer is modulated by an applied electric signal. Liquid crystal element according to the item.
みる反射型液晶素子である請求項４乃至７のいずれかの
項に記載の液晶素子。8. The liquid crystal element according to claim 4, wherein the liquid crystal element is a reflection type liquid crystal element that uses reflected light of the liquid crystal element as a display signal.
８記載の液晶素子。9. The liquid crystal device according to claim 8, wherein a light absorbing plate is provided on a back surface of the liquid crystal layer.
のいずれかの項に記載の液晶素子。10. A projection type liquid crystal element.
The liquid crystal element according to any one of the above items.
液晶素子を用いた液晶装置。11. A liquid crystal device using the liquid crystal element according to claim 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26710199A JP2001089763A (en) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | Liquid crystal composition, liquid crystal element and liquid crystal device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26710199A JP2001089763A (en) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | Liquid crystal composition, liquid crystal element and liquid crystal device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001089763A true JP2001089763A (en) | 2001-04-03 |
Family
ID=17440081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26710199A Pending JP2001089763A (en) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | Liquid crystal composition, liquid crystal element and liquid crystal device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001089763A (en) |
-
1999
- 1999-09-21 JP JP26710199A patent/JP2001089763A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6497928B1 (en) | Liquid crystal device, mesomorphic functional material and liquid crystal apparatus | |
| US5889570A (en) | Reflection--type liquid crystal displaying device | |
| JP3315476B2 (en) | Optical compensation sheet, method for producing the same, and liquid crystal display device using the same | |
| US7057680B2 (en) | Liquid crystal device having discotic liquid crystal and rod-shaped liquid crystal in mutually separate phases | |
| US5148297A (en) | Liquid crystal display device having an optical fiber substrate including fibers whose periphery is coated with a conductive material | |
| US7042536B2 (en) | Liquid crystal display element | |
| Haas | Liquid crystal adiSplay research: the first fifteen years | |
| Schadt | The twisted nematic effect: Liquid crystal displays and liquid crystal materials | |
| US6717639B2 (en) | Reflective liquid crystal display device | |
| JP2006343394A (en) | Bistable liquid crystal display device and method for driving the same | |
| JP3862473B2 (en) | Liquid crystal element, liquid crystal functional material, and liquid crystal device | |
| JP2007094020A (en) | Liquid crystal display device | |
| JP4280246B2 (en) | Reflective liquid crystal display device and manufacturing method thereof | |
| JP2001089763A (en) | Liquid crystal composition, liquid crystal element and liquid crystal device | |
| JP3728174B2 (en) | Liquid crystal element and liquid crystal device | |
| JP2002003847A (en) | Liquid crystal element and liquid crystal device | |
| Koden | Wide viewing angle technologies of TFT-LCDs | |
| JP2002006294A (en) | Liquid crystal element liquid crystal device | |
| KR100235168B1 (en) | Reflection type lcd device | |
| JP2002006295A (en) | Liquid crystal element and liquid crystal device | |
| JP2001021923A (en) | Liquid crystal element and liquid crystal device | |
| JP5374930B2 (en) | Liquid crystal material, liquid crystal display element, and liquid crystal display device | |
| JPH0915568A (en) | Liquid crystal optical element, its production and projection type liquid crystal display device | |
| JPH08248398A (en) | Liquid crystal display element | |
| JPH05196925A (en) | Projection type liquid crystal display device |